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梁的内力


20
x=5.6
V (kN)
88 80
16
M C 72 2 144 kN.m
M (kN.m)
144
113.6
例7 作剪力图和弯矩图(用简捷法)
160kN.m A C 2m RA=72kN 72 20kN
20kN/m
B 8m 2m RB=148kN 60 D
弯矩极值的计算
E
x 5.6 m 88 80 16
(0 ≤ x≤a )
Fa l
V M
Fab l
CB段 Fa V FB (a<x < l ) l Fa M (l x) (a ≤ x≤l ) l
3. 画 V、 M 图
例4
Me A FA a
x
x
作图示梁的V 、M 图。 解: 支反力计算 1.
B b l FB
C
Me Me , FB l FA l
ql 2
V
ql 2
M
ql 2 8
3. 作V、M 图
例3
F A
Fb FA l
作图示梁的V、M 图 解: 支反力计算 1.
B b
a
x
Fb l
C l
Fb Fa FA , FB l l
Fa FB l
2. 列 V、 M 方程
AC段
Fb V FA Fb l M x l
x
(0<x < a )
V图
M图 Mmax
新课: 简捷法作V 、 M 图
分段——两面、两点 两面——集中力、集中力偶作用的截面 两点——分布荷载的起点和终点 求出各分点的内力,按微分关系作图。
简捷法绘制内力图的一般步骤:
(1)求支座反力。
(2)分段:凡外力不连续处均应作为分段点, 如集中力和集中力偶作用处,均布荷载两端点等。 (3)定点:据各梁段的内力图形状,选定控 制截面。如集中力和集中力偶作用点两侧的截面、 均布荷载起迄点等。用截面法求出这些截面的内力 值,按比例绘出相应的内力竖标,便定出了内力图 的各控制点。
(4)联线:据各梁段的内力图形状,分别用 直线和曲线将各控制点依次相联,即得内力图。
例5 作剪力图和弯矩图(用简捷法)
F
A
FA Fb l
解:
B b
Fa FB l
a
Fb l
C
l
Fb Fa FA , FB l l
Fa l
V
M
Fab l
例6
A FA
作图示梁的V、M 图(用简捷法)
q B l
解: 1. 支反力计算
1 、梁的内力
剪力 V 弯矩 M
F
A
x
B
M V x
剪力V 弯矩M
RA
2、 用简捷法绘制梁的剪力图和弯矩图 已知梁上的外力,根据梁上内力图的大致 形状,求出各控制段截面内力值便可绘 出全梁内力图。这种方法叫简捷法。 1)、 M 、V与 q 的微分关系
y
O x dx F q x
dV q dx
dM V dx
d2 M q 2 dx
根据梁的荷载集度 q 、剪力 Q 、弯矩 M 三者 间的微分关系得出梁内力图的规律:
据此,得直梁内力图的形状特征
梁上情况
q=0
水平线

⊖㊀
q=常数 q↓ q↑
斜直线
抛物线
P 作用处
有突变
铰或 作用处 自由端 (无m)
m
Q图
M图
Q=0 处 突变值为P 如变号 无变化 有极值 尖角指向同P 有极值 有突变 M=0 有尖角
V V
R
B
RA
x
M-RAx=0
M = RAx
内力总是成对的,大小相等,方向相反, 正负号如何规定?
3)剪力与弯矩的正负号规定 剪力的正负号规定
正的剪力
V V
负的剪力
V V
使脱离体顺时针为正
弯矩的正负号规定
正的弯矩
MM
上凹下凸
M
M
引起的变形 ——使梁下凸弯矩为正。
例1
求图示梁E截面的VE和ME 解:1.求支反力
下夹角亦向下; Q 图有一突变,荷载 向下突变亦向下。
3、均布荷载作用段 M图为抛物线,荷载向 下曲线亦向下凸;
Q 图没有变化。
Q 图为斜直线,荷载向
下直线由左向右下斜
作 业
P. 106 6.4
再见
3.联线
几点说明:
K
1.作EF段的弯矩图 用简支梁叠加法
RB
RA 38 8
1.6m x
Q图(kN)
K
20
12
M图(kN· m) Mk
Mmax=32.4kn· N
2.剪力等于零截面K 的位置 QK=QE-qx=8-5x=0 x=1.6m 3.K截面弯矩的计算
qx 2 MK=ME+QE x- 2 2 5 1 6 =26+8×1.6- 2
第六章 基本静定梁的内力分析
目的:用图示法形象地表示出剪力Q、 弯矩M沿梁长变化的情况,梁的内力图 绘制是材料力学教学中的一个重点和难 点内容,熟练、正确地绘制内力图有助 于对杆件自身的受力分析及杆件的强度、 刚度和稳定性计算。
绘制内力图方法: 绘制梁内力图的方法有静力法、简捷法和叠加 法,其中简捷法是利用剪力、弯矩和载荷集度 之间的微分关系作图的一种简便方法,通常是 用来确定梁的危险截面作为强度计算的依据, 因此熟练把握简捷法作梁的内力图是十分必要 的。
ql FA FB 2
V
ql 2
FB
2. 作V、M 图
ql 2
M
ql 2 8
例7 作剪力图和弯矩图(用简捷法)
R=200kN 160kN.m 20kN 20kN/m B 8m 2m RB=148kN
A
C 2m
RA=72kN
解:1. 支反力计算
M B 0, RA 10 160 20 10 3 20 2 0 M A 0, RB 10 160 20 10 7 20 12 0
2. 列 V , M 方程
V
Me l
Me V FA (0<x< l ) l AC段
M ea l
Me M x l
(0 ≤ x < a )
CB段 M
M eb l
Me M (l x) (a < x≤l ) l
3. 画 V 、M 图


1、梁的内力(包括剪力和弯矩) 2、在已知梁外力的情况下,根据剪力、弯 矩、荷载三者之间的微分关系,掌握梁 内力图的大致形状。
RB=148kN (↑)
RA=72kN (↑)
例8 作剪力图和弯矩图(用简捷法)
160kN.m A C 2m RA=72kN 72 20kN
20kN/m
B 8m 2m RB=148kN 60 D
2.作剪力图和弯矩图
VB 72 20 8 88 kN VB 72 20 8 148 60 kN VD 20 kN
M A 0, RB 4 F1 1 F2 2.5 0 B 1 1.5m RB 24 1 80 2.5 56 kN 4 RB M B 0, RA 4 F1 3 F2 1.5 0
F1=24kN F2=80kN 1m
A
2m RA
F A B
x l V F
V =-F
(0 < x<l)
M =-F x
(0≤x<l)
2. 作剪力图和弯矩图
注意:弯矩图画在受拉一侧 Fl
M
例2
q A B
作图示梁的V、M 图。 1. 解: 支反力计算
ql FA FB 2
x
FA l FB
2. 列 V、 M 方程
1 V ql qx (0<x < l ) 2 1 1 2 M qlx qx (0 ≤ x≤l ) 2 2
纵对称面
F1 F2
R1
轴线
R2
常见的三种静定梁
—— 简支梁
—— 悬臂梁
—— 外伸梁
二、梁的内力及计算
1)梁的内力 剪力 V
弯矩 M
F
Aபைடு நூலகம்
x
B
M V x
剪力V 弯矩M
RA
2)截面法计算梁的内力 F 剪力V ∑Fy=0, RA-V = 0 x V = RA RA RB 弯矩M y F O MM ∑MO=0,
斜直线


2)V 、M 图的若干规律 q=0 q=0
V﹥0 V= 0 V﹤0
V图
M图
V 、M 图的若干规律 q = 常数
q<0
q>0
V图 M图
抛物线
V、M 图的若干规律
集中力的影响
F
F { F F { 突变F
V图
M图
折角
V 、M 图的若干规律
集中力偶的影响
Me
Me
无影响
V图
M图
突变Me
V 、M 图的若干规律 V= 0的截面,必有Mmax 或 Mmin
M E RA 2 F1 1 48 2 24 1 72 kN.m
三、绘制梁的内力图——剪力图和弯矩图
1、静力法绘制剪力图和弯矩图
F
A B
x
l
剪力方程 弯矩方程
V=-F M =-F x (0≤x<l)
坐标位置x的任意截面的剪力和弯矩 就是剪力方程和弯矩方程
1. 剪力方程和弯矩方程
Q图(kN) 由∑MB=0, 8 有 RA×8-20×9-30×7-5×4×4-10+16=0 12 得 20 RA=58kN(↑) 再由∑Y=0, 可得 20 RB MC=0,=20+30+5×4-58=12kN(↑) 16 m MA=-20×1=-20kN· 4 M图(kN· MD=-20×2+58×1=18kN· m) m 0 M =-20×3+58×2-30×1=26kN· m E 2 5 4 6 MF=12×2-16+10=18kN· 10m 8 MG左=12×1-16+10=6kN· m 18 18 MG右=12×1-16=-4kN· MB左=-16kN· m m 26
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